CN113427317A - 一种机床结构件的温控结构及制造方法 - Google Patents
一种机床结构件的温控结构及制造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113427317A CN113427317A CN202110583041.8A CN202110583041A CN113427317A CN 113427317 A CN113427317 A CN 113427317A CN 202110583041 A CN202110583041 A CN 202110583041A CN 113427317 A CN113427317 A CN 113427317A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- machine tool
- temperature control
- temperature
- structural member
- heat conduction
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 19
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 73
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims abstract description 29
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 16
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 27
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 22
- 229920005992 thermoplastic resin Polymers 0.000 claims description 22
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 21
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 21
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 claims description 21
- 239000007769 metal material Substances 0.000 claims description 15
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 13
- 238000005266 casting Methods 0.000 claims description 8
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 7
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 7
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 238000007711 solidification Methods 0.000 claims description 5
- 230000008023 solidification Effects 0.000 claims description 5
- 238000004873 anchoring Methods 0.000 claims description 4
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 7
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 8
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 4
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000110 cooling liquid Substances 0.000 description 3
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 3
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 238000009991 scouring Methods 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
- B23Q11/00—Accessories fitted to machine tools for keeping tools or parts of the machine in good working condition or for cooling work; Safety devices specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, machine tools
- B23Q11/12—Arrangements for cooling or lubricating parts of the machine
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22C—FOUNDRY MOULDING
- B22C9/00—Moulds or cores; Moulding processes
- B22C9/22—Moulds for peculiarly-shaped castings
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C39/00—Shaping by casting, i.e. introducing the moulding material into a mould or between confining surfaces without significant moulding pressure; Apparatus therefor
- B29C39/02—Shaping by casting, i.e. introducing the moulding material into a mould or between confining surfaces without significant moulding pressure; Apparatus therefor for making articles of definite length, i.e. discrete articles
- B29C39/10—Shaping by casting, i.e. introducing the moulding material into a mould or between confining surfaces without significant moulding pressure; Apparatus therefor for making articles of definite length, i.e. discrete articles incorporating preformed parts or layers, e.g. casting around inserts or for coating articles
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
Abstract
本发明涉及一种机床结构件的温控结构及其制造方法，包括机床结构件、温控管路和导热体，温控管路布置于机床结构件的内表面或外表面，二者之间通过导热体填充固定；导热体由导热材料浇注后固化而成。本发明结构简单，易于制造，冷却效果好的机床结构件温控结构，可对机床任意结构件进行有效的整体温控。
Description
技术领域
本发明属于机械加工领域，特别涉及一种机床结构件的温控结构及其制造方法。
背景技术
床身、立柱、横梁、滑座、滑枕、工作台等机床上用于承载工件和刀具的基础件通常被称为机床结构件，一般由铸铁、钢、铝等金属材料制成。机床工作过程中，受内部电机发热、运动部件摩擦生热以及外部环境温度变化等因素的影响，机床结构件很容易产生热变形，使刀具与工件的相对位置发生变化，从而影响了机床的加工精度，尤其是在高精度加工中，其对加工精度的影响尤为显著。虽然通过暖机预热可以在一定程度上降低对加工精度的影响，但是从开机到重新建立热平衡状态需要较长的时间，降低了机床的生产效率。
为了降低机床结构件的热变形，缩短暖机时间，一般会对机床结构件采取温控措施，主要有三种方案，第一种方案是在结构件安装面两侧开槽置入冷却管，第二种方案是直接在结构件打深孔作为冷却管路，第三种方案是在铸造结构件时将冷却管路镶铸在铸件中。对于第一种方案，由于冷却管与结构件之间是接触面积有限的点接触，接触点之外是隔热的空气而没有其他导热介质，因此其冷却效果有限；并且这种方案一般只能用于结构件的导轨处等比较重要的位置，对结构件整体和机床整机的温控作用有限。第二种方案虽然冷却效果较好，但是对于尺寸较大的结构件，由于细长孔的加工工艺对设备要求高并且费工费时，仅能加工直孔，因此其加工难度较大，并且由于铸铁质地疏松的特性，铸铁材质结构件打孔作为冷却管路发生泄漏的风险也较高。第三种方案由于铁水凝固前后约1400℃的温差和浇注时铁水对镶件的冲刷，预埋的冷却管路极易错位，并且预埋的金属管路对铁水的结晶过程影响较大，很容易影响到铸件局部的强度。另外对于后两种方案也仅能适用于部分机床结构件，而对于立柱等高度大，内部结构复杂的机床结构件很难布置冷却管路，因此，目前无法对机床立柱等结构件进行温度控制，从而限制了对机床整机的温控效果。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种结构简单，易于制造，冷却效果好的机床结构件温控结构，可对机床任意结构件进行有效的整体温控，减轻机床零部件发热和环境温度变化对机床结构件的影响，降低机床热变形，提高机床精度，并缩短机床的暖机时间。
为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：一方面，一种机床结构件的温控结构，包括机床结构件、温控管路和导热体，温控管路布置于机床结构件的内表面或外表面，二者之间通过导热体填充固定。
上述一种机床结构件的温控结构，所述导热体由导热材料浇注后固化而成。
上述一种机床结构件的温控结构，所述导热材料可以是热固性树脂基导热材料，也可以是热塑性树脂基导热材料，或者是低熔点金属或合金材料。
上述一种机床结构件的温控结构，所述热塑性树脂基导热材料与低熔点金属或合金材料通过螺钉锚固于机床结构件上。
上述一种机床结构件的温控结构，所述温控管路为金属波纹管或带散热鳍片的金属管。
另一方面，一种机床结构件温控结构的制造方法，包括：
A．在机床结构件内表面或外表面布置温控管路；
B．对机床结构件、温控管路、导热材料进行预热；
C．浇注导热材料，使导热材料填充机床结构件与温控管路之间的空隙；
D．使导热材料固化或凝固。
上述一种机床结构件温控结构的制造方法，所述导热材料为热固性树脂基导热材料，步骤B中对机床结构件、温控管路以及导热材料的预热温度为20-80℃；所述步骤D可采用室温固化12-72小时，或着在50-120℃温度条件下固化4-12小时，固化后热固性树脂基导热材料与机床结构件牢固粘结。
上述一种机床结构件温控结构的制造方法，所述导热材料为热塑性树脂基导热材料，所述步骤B之前在机床结构件的浇注面上安装螺钉，步骤C浇注导热材料后，螺钉埋入导热材料中；所述步骤B的预热温度为热塑性树脂基导热材料的成型温度；步骤D固化后整体温度降至室温，螺钉将热塑性树脂基导热材料锚固于机床结构件上。
上述一种机床结构件温控结构的制造方法，所述导热材料为低熔点金属或合金，所述步骤B之前在机床结构件的浇注面上安装螺钉，步骤C浇注导热材料后，螺钉埋入导热材料中；所述步骤B的预热温度为低熔点金属或合金的熔点；步骤D固化后整体温度降至室温，螺钉将低熔点金属或合金锚固于机床结构件上。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明通过在机床结构件外表面或内表面布置温控管路并填充导热材料的形式对机床结构件进行冷却，结构简单，易于制造，不需要高精度的机加设备即可完成，并且冷却液不易泄漏。温控管路位置可根据机床结构件任意调整，能够保证对机床结构件整体的冷却效果，可实现机床任意结构件有效的整体温控，减轻机床零部件发热和环境温度变化对机床结构件的影响，进而降低机床热变形，提高机床精度，并缩短机床的暖机时间。
附图说明
图1是本发明实施例1机床结构件内表面布置温控管路结构示意图。
图2是本发明制造方法流程图。
图3是本发明实施例2机床结构件外表面布置温控管路结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
实施例1。
如图1所示，本发明一种机床结构件的温控结构，包括机床结构件11、温控管路12和导热体13，温控管路12布置于机床结构件11的内表面，二者之间通过导热体13填充固定。机床工作时，温控管路12内通入冷却液，可对机床结构件11进行整体冷却或者温度控制。
导热体13由热固性树脂基导热材料、热塑性树脂基导热材料，或者低熔点金属或合金材料浇注固化而成，采用热固性树脂基导热材料浇注时，热固性树脂基导热材料固化后直接与机床结构件11和温控管路12粘结固定；采用热塑性树脂基导热材料或者低熔点金属或合金材料浇注时，需要在浇注前在机床结构件11的浇注面上安装螺钉，浇注后螺钉埋入热塑性树脂基导热材料或者低熔点金属或合金材料，固化后，螺钉将热塑性树脂基导热材料或者低熔点金属或合金材料锚固于机床结构件11上。
本发明的制造方法如图2所示，包括：
步骤100，在机床结构件上布置温控管路，如图1所示，本实施例的温控管路12布置于机床结构件11腔体的内表面上；
步骤200，对机床结构件、温控管路、导热材料进行预热；导热材料采用热固性树脂基材料时，预热温度为20-80℃；导热材料为热塑性树脂基导热材料时，预热温度为该热塑性树脂基导热材料的成型温度；导热材料采用低熔点金属或合金材料时，预热温度为该低熔点金属或合金材料的熔点温度，本实施例采用热固性树脂基材料，预热温度为70℃；
步骤300，浇注导热材料，使导热材料填充机床结构件与温控管路之间的空隙；本实施例是向预热后的机床结构件11的腔体中浇注热固性树脂基导热材料至充满腔体；
步骤400，使导热材料固化或凝固，本实施例是将浇注完成的机床结构件11室温静置8小时初步固化后转入下道加工工序，使导热材料在结构件后续流转及加工过程中的室温下完全固化。
实施例2。
如图3所示，本发明一种机床结构件的温控结构，包括机床结构件21、温控管路22和导热体33，温控管路22布置于机床结构件21的外表面，二者之间通过导热体33填充固定。机床工作时，温控管路22内通入冷却液，可对机床结构件21进行整体冷却或者温度控制。
导热体33由热固性树脂基导热材料、热塑性树脂基导热材料，或者低熔点金属或合金材料浇注而成，采用热固性树脂基导热材料浇注时，热固性树脂基导热材料固化后直接与机床结构件21和温控管路22粘结固定；采用热塑性树脂基导热材料或者低熔点金属或合金材料浇注时，需要在浇注前在机床结构件21的浇注面上安装螺钉，浇注后螺钉埋入热塑性树脂基导热材料或者低熔点金属或合金材料，固化后，螺钉将热塑性树脂基导热材料或者低熔点金属或合金材料锚固于机床结构件21上。
本实施例的制造方法如图2所示，包括：
步骤100，在机床结构件上布置温控管路，如图3所示，本实施例的温控管路22布置于机床结构件21的外表面上；
步骤200，对机床结构件、温控管路、导热材料进行预热；导热材料采用热固性树脂基材料时，预热温度为20-80℃；导热材料为热塑性树脂基导热材料时，预热温度为该热塑性树脂基导热材料的成型温度；导热材料采用低熔点金属或合金材料时，预热温度为该低熔点金属或合金材料的熔点温度，本实施例采用热固性树脂基材料，预热温度为70℃；
步骤300，浇注导热材料，使导热材料填充机床结构件与温控管路之间的空隙；本实施例是先将机床结构件21的前侧浇注面朝上放置，然后浇注热固性树脂基材料至没过温控管路22，安装盖板后翻转机床结构件21至后侧浇注面朝上放置，浇注热固性树脂基材料至没过温控管路22；
步骤400，使导热材料固化或凝固，本实施例是将浇注完成的机床结构件21转入烘箱，在70℃加热8小时使导热材料固化。
尽管上文对本发明进行了详细说明，但是本发明不限于此，本领域技术人员可以根据本发明的原理进行各种修改。因此，凡按照本发明原理所作的修改，都应当理解为落入本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种机床结构件的温控结构，其特征在于，包括机床结构件、温控管路和导热体，温控管路布置于机床结构件的内表面或外表面，二者之间通过导热体填充固定。
2.根据权利要求1所述的一种机床结构件的温控结构，其特征在于，所述导热体由导热材料浇注后固化而成。
3.根据权利要求2所述的一种机床结构件的温控结构，其特征在于，所述导热材料可以是热固性树脂基导热材料，也可以是热塑性树脂基导热材料，或者是低熔点金属或合金材料。
4.根据权利要求3所述的一种机床结构件的温控结构，其特征在于，所述热塑性树脂基导热材料与低熔点金属或合金材料通过螺钉锚固于机床结构件上。
5.根据权利要求1至4任意一项所述的一种机床结构件的温控结构，其特征在于，所述温控管路为金属波纹管或带散热鳍片的金属管。
6.一种机床结构件温控结构的制造方法，其特征在于，包括：
A．在机床结构件内表面或外表面布置温控管路；
B．对机床结构件、温控管路、导热材料进行预热；
C．浇注导热材料，使导热材料填充机床结构件与温控管路之间的空隙；
D．使导热材料固化或凝固。
7.根据权利要求6所述的一种机床结构件温控结构的制造方法，其特征在于，所述导热材料为热固性树脂基导热材料，步骤B中对机床结构件、温控管路以及导热材料的预热温度为20-80℃；所述步骤D可采用室温固化12-72小时，或着在50-120℃温度条件下固化4-12小时，固化后热固性树脂基导热材料与机床结构件牢固粘结。
8.根据权利要求6所述的一种机床结构件温控结构的制造方法，其特征在于，所述导热材料为热塑性树脂基导热材料，所述步骤B之前在机床结构件的浇注面上安装螺钉，步骤C浇注导热材料后，螺钉埋入导热材料中；所述步骤B的预热温度为热塑性树脂基导热材料的成型温度；步骤D固化后整体温度降至室温，螺钉将热塑性树脂基导热材料锚固于机床结构件上。
9.根据权利要求6所述的一种机床结构件温控结构的制造方法，其特征在于，所述导热材料为低熔点金属或合金，所述步骤B之前在机床结构件的浇注面上安装螺钉，步骤C浇注导热材料后，螺钉埋入导热材料中；所述步骤B的预热温度为低熔点金属或合金的熔点；步骤D固化后整体温度降至室温，螺钉将低熔点金属或合金锚固于机床结构件上。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110583041.8A CN113427317A (zh) | 2021-05-27 | 2021-05-27 | 一种机床结构件的温控结构及制造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110583041.8A CN113427317A (zh) | 2021-05-27 | 2021-05-27 | 一种机床结构件的温控结构及制造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN113427317A true CN113427317A (zh) | 2021-09-24 |
Family
ID=77802879
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202110583041.8A Pending CN113427317A (zh) | 2021-05-27 | 2021-05-27 | 一种机床结构件的温控结构及制造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN113427317A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2024113873A1 (zh) * | 2022-11-29 | 2024-06-06 | 科德数控股份有限公司 | 一种立式加工中心 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003145373A (ja) * | 2001-11-14 | 2003-05-20 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 工作機械の熱変形防止構造 |
| US20040131420A1 (en) * | 2002-04-22 | 2004-07-08 | Luca Toncelli | Structure for supporting the spindle in a machine tool and method for the manufacture thereof |
| CN103223466A (zh) * | 2013-04-17 | 2013-07-31 | 西安交通大学 | 一种面向涡轮叶片的金属模具快速制造方法 |
| CN104144767A (zh) * | 2011-12-26 | 2014-11-12 | 斗山英维高株式会社 | 用于减少热变形的机床用基座的制造方法及通过该方法制造的基座 |
| CN204565625U (zh) * | 2015-04-14 | 2015-08-19 | 安徽乐达精密合金有限公司 | 一种具有散热结构的机床床身 |
| US20150231750A1 (en) * | 2014-02-17 | 2015-08-20 | Deckel Maho Pfronten Gmbh | Machine Tool With A Machine Rack Constructed of Structural Parts |
-
2021
- 2021-05-27 CN CN202110583041.8A patent/CN113427317A/zh active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003145373A (ja) * | 2001-11-14 | 2003-05-20 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 工作機械の熱変形防止構造 |
| US20040131420A1 (en) * | 2002-04-22 | 2004-07-08 | Luca Toncelli | Structure for supporting the spindle in a machine tool and method for the manufacture thereof |
| CN104144767A (zh) * | 2011-12-26 | 2014-11-12 | 斗山英维高株式会社 | 用于减少热变形的机床用基座的制造方法及通过该方法制造的基座 |
| CN103223466A (zh) * | 2013-04-17 | 2013-07-31 | 西安交通大学 | 一种面向涡轮叶片的金属模具快速制造方法 |
| US20150231750A1 (en) * | 2014-02-17 | 2015-08-20 | Deckel Maho Pfronten Gmbh | Machine Tool With A Machine Rack Constructed of Structural Parts |
| CN204565625U (zh) * | 2015-04-14 | 2015-08-19 | 安徽乐达精密合金有限公司 | 一种具有散热结构的机床床身 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2024113873A1 (zh) * | 2022-11-29 | 2024-06-06 | 科德数控股份有限公司 | 一种立式加工中心 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20060249872A1 (en) | Compound mold tooling for controlled heat transfer | |
| JP5922073B2 (ja) | キャリパ用鋳造装置、キャリパ用鋳造装置に用いる中子および金型、並びにディスクブレーキ用キャリパの製造方法 | |
| KR101674068B1 (ko) | 쿨링 파이프가 인서트 되는 냉각모듈 및 그 제조방법 | |
| CN113427317A (zh) | 一种机床结构件的温控结构及制造方法 | |
| WO2015040768A1 (en) | Mold used in caliper casting device, caliper casting device, method for manufacturing caliper, and caliper | |
| CN105208835B (zh) | 一种弯折铝管水冷散热压铸腔体的加工工艺 | |
| CN216913133U (zh) | 一种机床结构件的温控结构 | |
| JP2010502443A (ja) | 金属鋳造部品用の一体型の温度調整可能な消失模型鋳型と、この鋳型を製造する方法 | |
| JP2005138366A (ja) | 精密成形金型 | |
| JP2014069224A (ja) | 鋳造装置、該鋳造装置の製造方法及び鋳造成形品の製造方法 | |
| CN219484199U (zh) | 一种金属颗粒成型压力机 | |
| CN102941338B (zh) | 一种组芯铸造冷却速度的控制方法及装置 | |
| CN1631577A (zh) | 含内通道模具的制造方法及其在定向凝固中的应用 | |
| WO2017067315A1 (zh) | 一种新型铝铜复合管散热腔体压铸制造工艺 | |
| CN109195728A (zh) | 壳型铸造金属合金的方法和装置 | |
| JPH1131771A (ja) | 半導体素子用ヒートシンクの製造方法 | |
| CN102125989A (zh) | 冷却定型模具及蜡模冷却方法 | |
| CN102350485A (zh) | 中频电加热钢胚铸造补缩孔装置及工艺 | |
| CN207887857U (zh) | 一种高精度汽车铸造模具 | |
| JP3571281B2 (ja) | アルミホイール成形用金型 | |
| CN100333862C (zh) | 提供用于加入铸造铝汽缸体的铁汽缸衬里的方法 | |
| CN108322946B (zh) | 一种电热式全闭环加热装置 | |
| CN210426237U (zh) | 一种水嘴与散热体连接结构 | |
| JP2009202348A (ja) | 金型装置 | |
| JPS61121916A (ja) | 成形用金型 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20210924 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |